(57)【要約】  単純な構造の手段を用いて湾曲波面を正確に測定することに関して、波面センサを用いて湾曲波面を測定する測定方法が示され、湾曲波面に沿う異なる位置での湾曲波面の局所的な勾配を判断するために、複数の測定が、異なる位置で少なくとも１つの波面センサを用いて実施される。その測定方法は、接線方向に、波面センサの光入射面を湾曲波面に倣わせる場面ごとに、複数の測定が実施されることを特徴とする。波面センサを用いて湾曲波面を測定する測定装置も示される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の波面センサを用いて湾曲波面を測定する測定方法であって、
前記湾曲波面に沿う異なる位置での前記湾曲波面の局所的な勾配を判断するために、複数の測定が、前記異なる位置で前記１つ以上の波面センサを用いて実施され、
前記波面センサの光入射面を接線方向に前記湾曲波面に倣わせる場面ごとに、前記複数の測定が実施されることを特徴とする測定方法。
【請求項２】
前記波面センサが、シャックハルトマンセンサであることを特徴とする、請求項１に記載の測定方法。
【請求項３】
前記シャックハルトマンセンサ又は波面センサが、前記異なる位置で関数ｆ（σ１、σ２、．．．、σＮ）が最小となるように位置合わせされ、
前記関数ｆ（σ１、σ２、．．．、σＮ）が、前記シャックハルトマンセンサ又は波面センサのマイクロレンズの基準点からの、少なくとも１つの焦点の変位σｋに依存し、前記それぞれのマイクロレンズを用いることで、前記焦点の変位σｋが、前記湾曲波面の局所的な勾配の画像に対応することを特徴とする、請求項１又は請求項２に記載の測定方法。
【請求項４】
前記関数ｆ（σ１、σ２、．．．、σＮ）が、全ての前記変位σｋの加重平均を表すか、又は、全ての前記変位σｋの加重平均の二乗で表すことを特徴とする、請求項３に記載の測定方法。
【請求項５】
前記１つ以上の波面センサの位置合わせが、前記変位σｋが可能な限り小さいように、又は予め設定可能な閾値未満となるように実施されることを特徴とする、請求項３又は請求項４に記載の測定方法。
【請求項６】
前記１つ以上の波面センサの位置合わせが、測定の前及び／又は２つ以上の測定の間の場面毎に実施されることを特徴とする、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の測定方法。
【請求項７】
前記１つ以上の波面センサの位置合わせが、前記１つ以上の波面センサの移動中に継続的に実施されることを特徴とする、請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の測定方法。
【請求項８】
前記波面センサが、前記異なる位置に到達するために、１つ以上の円形の軌道に沿って移動することを特徴とする、請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の測定方法。
【請求項９】
前記測定が、部分的に重なって前記湾曲波面に沿って実施されることを特徴とする、請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の測定方法。
【請求項１０】
前記波面センサが、１つの軸又は２つの異なる軸の周りを回動可能であり、２つの軸の場合、前記２つの軸が、互いに対して垂直に方向づけられ、及び／又は、交差することを特徴とする、請求項１乃至請求項９のいずれか一項に記載の測定方法。
【請求項１１】
前記波面センサが、波面センサのレンズによって生成される前記湾曲波面の焦点が前記レンズの光軸上に存在するように、制御回路のコントローラを介して位置合わせされ、
前記湾曲波面の局所的な勾配が、前記波面センサの位置合わせのために生成される前記制御信号に由来することを特徴とする、請求項１に記載の測定方法。
【請求項１２】
前記湾曲波面を生成する光学システムが、前記波面センサに対して前記湾曲波面を相対的に配置するために、光軸の周りで回転することを特徴とする、請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の測定方法。
【請求項１３】
吊り点に吊るされる前記１つ以上の波面センサが、前記異なる位置に到達するために、前記吊り点の周りで振動運動するように設定されることを特徴とする、請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の測定方法。
【請求項１４】
複数の波面センサが、キャリア上に配置され、
前記波面センサが、少なくとも１つの軸の周りで前記キャリアに対して傾き可能であり、かつ、前記キャリアに対して変位可能であることを特徴とする、請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の測定方法。
【請求項１５】
光導波路の端部が、少なくとも部分的に前記湾曲波面を走査し、
前記異なる位置で受け取られる光が、前記光導波路によって前記波面センサの前記光入射面へ伝送されることを特徴とする、請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の測定方法。
【請求項１６】
前記光導波路が、移動測定装置によって、円形の軌道に沿って走査運動するように設定されることを特徴とする、請求項１５に記載の測定方法。
【請求項１７】
前記湾曲波面が、少なくとも１つの鏡を介して前記波面センサ上へ反射され、
前記鏡が、前記異なる位置での前記測定のために１つの軸又は２つの軸の周りを回動することを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の測定方法。
【請求項１８】
少なくとも１つの波面センサを用いて湾曲波面を測定する、特に請求項１乃至請求項１７のいずれか一項に記載の前記測定方法を実施する測定装置であって、
前記湾曲波面に沿う異なる位置での前記湾曲波面の局所的な勾配を判断するために、複数の測定が、前記異なる位置で少なくとも１つの波面センサを用いて実施され、前記複数の測定を実施するために、前記波面センサの光入射面を前記湾曲波面に実質的に接線方向に倣わせて前記波面センサを配置可能なことを特徴とする測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの波面センサを用いて湾曲波面を測定する測定方法及び測定装置に関し、湾曲波面に沿う異なる位置での湾曲波面の局所的な勾配を判断するために、複数の測定が、異なる位置で少なくとも１つの波面センサを用いて実施される。
【背景技術】
【０００２】
初めに述べるような測定方法及び測定装置は、公知であり、異なる実施形態で存在する。
ここで、強く湾曲した湾曲波面を正確に測定することが、望ましい。
そのような測定を説明するために、例えば、レンズなどの試験光学系によって生成される湾曲波面の代表例として、球状波面を、以下に考える。
この目的のために、図１では、光線の典型的な経路が表されている。
ここで、試験光学系Ａは、光軸Ｃに沿って球状波面Ｂを生成する。
ここで、図１の伝播方向は、左から右である。
【０００３】
試験光学系Ａに入射する平面波面は、例えば、レーザー等のコヒーレント光源により生成され、例えば、試験光学系Ａにより集光され、球状波面Ｂを生成する。
この過程で生成される球状波面Ｂは、球状波面と関連して考えることができ、試験光学系Ａに関する定性的な陳述が可能である。
波面Ａの測定は、いわゆる、波面センサを介して行われる。
【０００４】
根本的な測定原理に基づいて、今日の波面センサは、一般的に、局所的な波面曲率を測定するシャックハルトマン原理に従って設計されている。
図２では、そのような波面センサが表され、球状波面が、波面センサのマイクロレンズ列を介して局所的に走査される。
ここで、球状波面の局所的な傾きにより、マイクロレンズの光学軸に対する焦点の変位σｋが生じる。
言い換えれば、球状波面の局所的な傾きは、関連する焦点の変位σｋで表される。
球状波面の半径は、Ｒである。
光軸からの距離をｄｋとする。
さらに、マイクロレンズ上の球状波面の入射角は、αで記されている。
マイクロレンズの焦点距離は、ｆである。
【０００５】
２次元検出器、例えば、画像センサ上の焦点の変位σｋは、球状波面の局所的な勾配に正比例する。
複数の球状波面の局所的な勾配を統合することで、球状波面の全体を空間的に再構成可能である。
【０００６】
球状波面の半径Ｒと、光軸からの距離ｄｋと、局所的な焦点の変位σｋとの関係は、以下のように成立可能である。
【０００７】
【数１】
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【０００８】
球状波面に生じる局所的な勾配ｔａｎ（α）は、以下のようにマイクロレンズの焦点距離ｆを介して表すことができる。
【０００９】
【数２】
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【００１０】
球状波面を正確に測定するために、最大発生勾配ｔａｎ（αｍａｘ）を制限することが目標である。
これは、マイクロレンズの製造品質によって決定されるコマ収差が、角度αが大きくなると増加し、測定を歪ませるためである。
【００１１】
球状波面の勾配を制限するために、以下のアプローチが考えられる。
【００１２】
１、距離Ｒを大きくすることができる。
波面勾配ｔａｎ（αｍａｘ）を減少させることに加えて、このアプローチは、より高い局所走査密度をもたらす。
しかし、一方で、測定される球状波面の領域がセンサの開口（測定領域）よりも大きくなる場合があり、他方、強度が減少する場合がある。
【００１３】
２、マイクロレンズの焦点距離ｆを短くすることができる。
【００１４】
上述の２つのアプローチは、組み合わせることもできる。
【００１５】
第１のアプローチの観点から、湾曲波面を測定する測定方法は、欧州特許第１１９２４３３（Ｂ１）号明細書から公知である。
この公知の測定方法によれば、波面センサは、測定される湾曲波面の面上を平行移動することによって移動される。
それにより、波面センサの開口よりも大きい湾曲波面を測定可能である。
湾曲波面全体は、測定されるサブ領域からいわゆる「つなぎ合わせ」によって組み立てられる。
対応するつなぎ合わせ測定方法は、従来技術から公知である。
【００１６】
この話題については、Ｈ．Ｌｉ、Ｇ．Ｆｅｎｇ、Ｊ．Ｓｕｎ、Ｔ．Ｂｏｕｒｇａｄｅ、Ｓ．Ｚｈｏｕ及びＡ．Ａｓｕｎｄｉによる２０１５年の“Ｗａｖｅｆｒｏｎｔ  ｓｕｂａｐｅｒｔｕｒｅ  ｓｔｉｔｃｈｉｎｇ  ｗｉｔｈ  Ｓｈａｃｋ−Ｈａｒｔｍａｎｎ  ｓｅｎｓｏｒ，”の刊行物を参照されたい。
ここで、シャックハルトマンセンサを用いた、強く湾曲した球状波面の測定が記載されており、波面センサの空間的位置が、球状波面の全体を取得するために繰り返し変更される。
さらに、この刊行物では、単一の球状波面を形成するために、空間的にずらして測定される球状波面の複数のサブ領域を、空間的に重なり合わせて組み立てるための数学的手順が記載されている。
ここで、２つのサブ領域の重なり合う領域について、それぞれの場面で２つの測定波面が互いに対して傾いているという事実が考慮されている。
【００１７】
更なる技術的背景のために、米国特許出願公開第２００８／００１８９１０（Ａ１）号明細書及び独国特許出願公開第１０２０１３００２００７（Ａ１）号明細書も、参照されたい。
これらの刊行物によると、３次元構造を測定及び画像化するシステム及び方法と、拡張された物体から生じる光信号を受信及び処理する方法及び装置とが記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の目的は、波面センサを用いて湾曲波面を測定する測定方法及び測定装置を示すことであり、単純な構造の手段を用いて湾曲波面を正確に測定することができる。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明によれば、上述の目的は、請求項１の特徴を有する測定方法によって達成される。
したがって、この測定方法は、接線方向に、波面センサの光入射面を前記湾曲波面に倣わせる場面ごとに、複数の測定が実施されることを特徴とする。
【００２０】
さらに、上記目的は、請求項１８の特徴を有する測定装置によって達成される。
したがって、測定装置は、波面センサの光入射面を接線方向に前記湾曲波面に倣わせる場面ごとに前記複数の測定が実施されるよう、前記波面センサを配置可能なように設計及び開発される。
【００２１】
本発明によれば、測定中に１つ以上の波面センサを位置合わせすることによって、上記目的が単純に達成されることが分かった。
この目的のために、波面センサの位置合わせが選択される。
この位置合わせは、波面センサの光入射面を湾曲波面に対して接線方向にする位置合わせである。
ここでは、波面センサは、測定される湾曲波面に対して可能な限り、測定ごとに位置合わせされる。
これにより、湾曲波面に生じる最大勾配が、各測定に対して可能な限り小さく保たれる。
言い換えれば、波面センサは、測定中に、測定される又は位置合わせの対象となる湾曲波面の曲がり具合に合わせて調整される。
ここでは、波面センサは、個々の測定ごとに湾曲波面に対して可能な限り位置合わせ又は傾斜される。
最後に、複数の測定から、湾曲波面の全体を再構成することができる。
【００２２】
したがって、本発明の測定方法及び測定装置によって、単純な構造の手段を用いて湾曲波面を正確に測定することができる。
【００２３】
本測定方法の単純な実施を考慮すると、少なくとも１つの波面センサは、シャックハルトマンセンサとすることができる。
そのような波面センサは、単純かつ揺るぎのない測定原理によって特徴付けられる。
【００２４】
この測定方法の具体的な実施形態では、前記シャックハルトマンセンサ又は波面センサが、関数ｆ（σ１、σ２、．．．、σＮ）が最小となるように前記異なる位置で位置合わせされ、前記関数ｆ（σ１、σ２、．．．、σＮ）が、前記シャックハルトマンセンサ又は波面センサのマイクロレンズの基準点への、少なくとも１つの焦点からの変位σｋに依存し、それぞれのマイクロレンズを用いることで、前記焦点の変位σｋが、前記湾曲波面の局所的な傾きの画像に対応する。
図２及びその中で説明されている測定原理を参照すると、シャックハルトマンセンサの場合、測定される湾曲波面が、検出平面上のＮ個の点にＮ個のレンズによって集束されることに留意しなければならない。
これらの各点について、基準点に対する変位σｋを計算することができる。
ここで、波面センサについて任意の所望の変位関数ｆ（σ１、σ２、．．．、σＮ）が最小化されるように、各波面センサを位置合わせすることができる。
この規則から、湾曲波面が、正確に測定される。
【００２５】
具体的には、関数ｆ（σ１、σ２、．．．、σＮ）が、全ての変位σｋの加重平均を表すか、又は、全ての変位σｋの二乗の加重平均を表すことができる。
特に、これは、関数ｆが単一の変位σＥだけを重み付けし、他のすべてのｋ≠Ｅである変位σｋが係数０で重み付けされる場合も網羅する。
【００２６】
一般的には、１つ以上の波面センサの位置合わせが、前記変位σｋが可能な限り小さいように、又は、予め設定可能な閾値未満となるように、有利に実施可能である。
それにより、湾曲波面が正確に測定される一方で、すべての収差を回避又は大幅に最小化する。
【００２７】
湾曲波面の測定に必要な精度に応じて、１つ以上の波面センサの位置合わせが、測定の前及び／又は２つ以上の測定の間の場面毎に実施されてもよい。
これには、これらの測定値から単一の湾曲波面を再構成する目的で実行される湾曲波面の測定が含まれてもよい。
したがって、複数の測定を、測定される１つの湾曲波面の測定とすることができる。
【００２８】
さらなる設計では、１つ以上の波面センサの位置合わせが、１つ以上の波面センサの移動中に継続的に実施されてもよい、このような継続的な位置合わせは、波面センサの開口よりも大きい波面領域を取得する際に、実施されてもよい。
【００２９】
湾曲波面の領域を可能な限り大きく覆うことに関して、波面センサが、異なる位置に到達するために、１つ以上の円形の軌道に沿って移動することができる。
これにより、測定される湾曲波面の領域を信頼性高く検出することができる。
【００３０】
測定の高い精度を考慮して、前記測定が、少なくとも部分的に重なって、前記湾曲波面に沿って実施されてもよい。
ここでは、測定される波面の少なくともサブ領域を繰り返し測定する。
【００３１】
波面センサの単純かつ信頼性のある位置合わせを考慮して、波面センサは、１つの軸又は２つの異なる軸の周りを回動可能である。
２つのそのような軸を実施する場合、前記２つの軸が、互いに対して垂直な方向を向き、及び／又は交差することが好ましい場合がある。
【００３２】
更なる設計では、前記波面センサが、波面センサのレンズによって生成される湾曲波面の焦点が光軸上又は前記レンズの光軸上に存在するように、制御回路のコントローラを介して位置合わせされてもよく、湾曲波面の局所的な勾配が、波面センサの位置合わせのために生成される制御信号の位置合わせに由来する。
ここで、コントローラは、焦点が光軸上に存在するように、波面センサを各異なる位置に位置合わせすることができる。
このような制御は、センサが検出器付きの単一レンズからなる場合に利用可能である。
【００３３】
更なる実施形態では、湾曲波面を生成する光学システムが、波面センサに対して湾曲波面を相対的に配置するために、光軸の周りで回転されたり、回転可能であったりしてもよい。
ここで、湾曲波面を生成する光学系を回転させることにより、測定される湾曲波面は、光学系の回転軸の周囲を回転する。
これに対応するように、湾曲波面の選択される領域を検出するためには、この場合では、対応する接線方向の位置合わせ性能を有する波面センサを並進移動させるだけで十分である。
【００３４】
さらなる実施形態では、吊り点に吊るされる１つ以上の波面センサが、前記異なる位置に到達するために、吊り点の周りで振動運動するように設定されてもよい。
振動運動によって、測定される湾曲波面の選択される領域を走査することが可能になる。
【００３５】
湾曲波面の単純かつ迅速な測定を考慮して、複数の波面センサが、キャリア上に配置され、前記波面センサが、少なくとも１つの軸の周りで前記キャリアに対して傾き可能であり、かつ、前記キャリアに対して変位可能である。
ここでは、キャリア上に配置される複数の波面センサを用いる同時測定によって、湾曲波面に沿った異なる位置で複数の測定を同時に行ってもよい。
この場合、個々の波面センサの測定データに基づいて湾曲波面を再構成することができる。
ここでもまた、波面センサの位置合わせが、測定の前及び／又は２つ以上の測定の間の場面毎に実施されてもよい。
このようなキャリアでは、キャリアを移動させる際に、キャリア上に配置される全ての波面センサの移動が、必ず同時に行われる。
【００３６】
さらなる実施形態では、光導波路の端部が、部分的に湾曲波面を走査し、異なる位置で受け取られる光が、光導波路によって波面センサの光入射面へと伝送される。
ここで、光導波路は、移動測定装置によって、円形の軌道に沿って走査運動するように設定可能である。
通常、湾曲波面の走査又は光導波路の端部の移動は、焦点光学系の収束ビーム経路内で行われる。
【００３７】
有利な設計では、前記湾曲波面が、少なくとも１つの鏡によって波面センサ上へと反射され、前記鏡が、異なる位置での測定のために１つの軸又は２つの軸の周りを回動してもよい。
ここで、集光光学系の湾曲波面は、１つ以上の鏡によって波面センサ上へと反射される。
ここでは、波面センサは、静止していてもよい。
ここでは、焦点光学系によって生成される焦点が、それぞれの鏡面内に存在することが重要である。
【００３８】
本実施形態では、測定される湾曲波面に対する１つ以上の波面センサの向きの調整が、波面センサのそれぞれの位置でなされる。
ここでは、波面センサの光入射開口部又は光入射面を理想平面とする。
この理想平面は、仮想基準面に対して接線方向に向けることができ、理想平面の中心点は、仮想基準面に接触する。
ここでの仮想基準面は、要望に応じて選択され、それぞれの用途に合わせて調整される。
【００３９】
本発明による測定方法及び測定装置は、強く湾曲した湾曲波面で有利に用いることができる。
あるいは、必ずしもそうではないが、このような湾曲波面は、空間的に非常に拡張される。
それにより、計測学により波面全体を取得できるために、空間的に異なる場所で複数の測定が必要であり、かつ／又は、湾曲波面の異なる領域のためのそれぞれの波面センサの動作範囲内に湾曲波面を留めるために、湾曲波面に対して異なる向きでの複数の測定が必要である。
【００４０】
本発明の測定方法によれば、測定中、波面センサの動作範囲と測定の精度との間に、実用上最適な関係を達成可能である。
この目的のために、変位σｋは、可能な限り小さく保たれるべきである。
特に、これにより、相対的な位置合わせをしなければ波面センサの動作範囲を超えるであろう波面勾配をも、取得することができる。
【００４１】
そして、本発明を有利に設計及び開発するための異なる可能性が存在する。
この目的のために、以下の請求項を参照されたく、図面に関連する本発明の実施形態についての以下の説明を参照されたい。
図面に関連する本発明の実施形態の説明と合わせて、教示の好ましい設計及び開発も一般的に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】図１は、湾曲波面を測定する状況を示す。
【００４３】
【図２】図２は、シャックハルトマン原理による波面の測定を示す。
【００４４】
【図３】図３は、本発明による湾曲波面を測定する測定方法の実施形態を示す。
【００４５】
【図４】図４は、湾曲波面に対する波面センサの接線方向の位置合わせを示す。
【００４６】
【図５】図５は、本発明による測定方法の追加の実施形態を示し、波面センサは、検出器を有する単一のレンズからなる。
【００４７】
【図６】図６は、静止した試験光学系と、２つの軸の周りの回動及び２つの方向への移動が可能な波面センサと、を有する本発明による測定方法の実施形態を示す。
【００４８】
【図７】図７は、光軸の周りを回動可能な試験光学系と、軸周りに回動可能な波面センサと、を有する本発明による測定方法の追加の実施形態を示す。
【００４９】
【図８】図８は、振り子のように吊られる波面センサを有する本発明による測定方法の追加の実施形態を、側面図及び上面図で示す。
【００５０】
【図９】図９は、キャリア上に配置される波面センサの列を有する、本発明による測定方法の追加の実施形態を示す。
【００５１】
【図１０】図１０は、図９によるキャリア上に配置される波面センサの傾斜性及び移動性を示す。
【００５２】
【図１１】図１１は、湾曲波面を感知する可動の光導波路を有する、本発明による測定方法の追加の実施形態を示す。
【００５３】
【図１２】図１２は、静止した波面センサ上へ湾曲波面を反射する偏向鏡を有する、本発明による測定方法の追加の実施形態を示す。
【００５４】
【図１３】図１３は、偏向鏡の配置を示し、収束光線の焦点が鏡面上に存在する。
【発明を実施するための形態】
【００５５】
図３及び図４は、湾曲波面Ａを測定する本発明による測定方法を示し、波面センサとしてシャックハルトマンセンサが用いられ、球状波面Ａが測定される。
球状波面Ａの最大局所勾配ｔａｎ（αｍａｘ）を分割測定するために、球状波面Ａの全体が、走査軌道Ｂに沿ってある距離Ｒで、特定の点１からｎで走査される。
ここでは、走査軌道Ｂの経路を点線で示している。
最終的に、球状波面Ａの所定の領域は、クロスハッチ領域Ｃによって表される個々の測定によって感知される。
個々の測定は、すべて、走査軌道Ｂに沿って記録される。
クロスハッチ領域Ｃは、ある時点で個々の波面センサが取得する領域に対応する。
【００５６】
図４は、球状波面Ａに対する波面センサの接線方向の位置合わせを示す。
個々の波面画像が重なるように、個々の位置又は測定点を選択することができる。
球状波面の全体は、図３の個々の球状波面１〜ｎの合計から組み立てられる。
球状波面の組み立ては、球状波面のつなぎ合わせによって行われる。
ここで、図４の移動変位ΔＳは、測定の精度に影響を与える場合がある重なり領域を決定する。
その後、個々の測定は、アルゴリズムを用いて球面上に画像化される。
【００５７】
球状波面の最大許容局所勾配ｔａｎ（αｍａｘ）に基づいて、次の式が満たされなければならない。
【００５８】
【数３】
2019523881.tif 000005
【００５９】
最大許容波面勾配の場合、そこから必要距離Ｒ、関連波面領域、及び、完全な波面画像に必要な測定数を導出することができる。
【００６０】
図５は、追加の実施形態を示し、波面センサが、検出器を有する単一のレンズからなる場合に関する。
このためには、市販のレンズ列も使用することができ、そのレンズ列内では１つを除く他の全てのレンズが無視される。
この波面センサは、所定の走査軌道Ｅに沿って案内され、回転軸Ｃ及びＦの２つの方向の周りを回転可能なように追加で取り付けられる。
測定処理中、検出器の中心に対応する光軸に沿って焦点が位置するよう、制御回路を介して波面センサの傾きが制御される。
ここで、制御回路のコントローラによって生成される、波面センサの位置合わせのための制御信号により、補完される波面勾配の傾きに関する情報が与えられる。
具体的には、波面センサは、走査軌道Ｅに沿う２つの軸の周りを回転可能なように取り付けられる二次元検出器Ｄとして設計される。
走査軌道Ｅの移動中、コントローラは、焦点Ｇを検出器Ｄの中心に維持しようと試みる。
この処理で生成される制御変数は、波面勾配に比例する。
Ａは、レンズを示し、Ｂは、波面部分を示す。
【００６１】
図６は、本発明の追加の実施形態を示す。
ここでは、試験光学系の位置を固定し、波面センサを軸Ａ１ａの周りを回動させることで、円形の軌道に沿って移動させる。
さらに、並進自由度は、光軸に平行な方向と、軸Ａ１ａに平行な方向が提供される。
円形の軌道の位置に応じて、波面センサを波面に対して接線方向に向けるために、波面センサは、追加の軸Ａ２ａの周りを回動する。
波面センサがある時点で取得する領域をＳで示す。
【００６２】
あるいは、２つの回転自由度のみを使用することも考えられ、関連する回転軸は、交差する。
この実施形態のさらなる変形が図７に記載される。
【００６３】
図７は、試験光学系が軸Ａ１ｂの周りを回転可能なように試験光学系を取り付けた、本発明の実施形態を示す。
波面センサＳを軸Ａ２ｂの周りにさらに回動可能にすることにより、完全な球状波面を走査することができる。
図７による軸Ａ２ｂ及び図６による軸Ａ１ａの両方が、試験光学系によって生成される球状波面の焦点を通る。
図７による波面センサＳが２倍の回動性を有するので、球状波面に対する接線方向の位置合わせが可能になる。
さらに、図７による波面センサＳも、並進によって移動させることができる。
【００６４】
図８は、本発明の追加の実施形態を示す。
ここで、波面センサは、振り子に吊られている。
測定前に、センサ付振り子を横に動かし、開始の力を伝える。
横に動かす処理中に、球状波面の画像が記録される。
追加の可能性として、振り子を移動状態に設定するために、振り子を吊り点で動かす可能性がある。
図８において、波面センサは、２つの位置Ａ及びＢで表され、位置Ａから位置Ｂへと横に動かす処理の間、螺旋状に移動し続ける。
波面センサは、試験光学系Ｄに結合されているカルダンジョイントＣに吊られている。
波面センサの走査軌道は、Ｅで示される。
【００６５】
図９及び図１０では、本発明の追加の実施形態を示され、複数の波面センサＡが、ここでは、キャリアＢに取り付けられている。
これにより、単一の波面センサの代わりにセンサ列が形成され、センサ列は、複数の波面センサＡの配列からなる。
個々の波面センサＡは、接続フレーム又は支持フレームワークとして使用されるキャリアＢを介して接続される。
【００６６】
測定される波面に最適に調整するために、波面センサＡを実質的に自由に位置付け（回転及び移動）可能となり、かつ、アクチュエータによって調整可能となるように、個々の波面センサＡをキャリアＢ上の吊り位置に取り付けることができる。
図１０を参照されたい。
センサアレイ全体は、所定の走査軌道にわたって測定範囲を拡大するように案内可能であるか、又は、その位置にとどまっている間に、球状波面の瞬間的な画像を取得可能である。
後者の場合、隙間なく画像を取得することはない。
図１０によれば、個々の波面センサＡは、支持フレームＢを介して傾斜可能及び移動可能に相互に接続されているので、任意の波面半径Ｒを測定することができる。
【００６７】
図１１は、本発明の追加の実施形態を示す。
ここでは、光導波路Ａは、試験光学系Ｆで生成される球状波面と検出器Ｃとの間に、伝送媒体として実用的に配置される。
光導波路Ａは、空間的に配置されたアクチュエータＥ、例えば、ボイスコイルアクチュエータ、を介して振動運動するように設定され、光導波路Ａの始点が、円形軌道又は走査軌道Ｄに沿って湾曲する。
光導波路Ａは、光の集束領域で入射波面を走査し、球状波面の一部を光導波路Ａの出口に伝送する。
ここで、出口は、基部に固定接続されている。
出口には、波面センサが配置されている。
シャックハルトマンセンサの場合、レンズＢを有する光学系が、出口に配置され、球状波面の傾きを焦点の変位に変換する。
要するに、光導波路Ａの始動の動きによって、試験光学系Ｆが生成する球状波面の全体を感知することができ、各場面で球状波面の一部が出口へと伝送され、球状波面の傾きは、レンズシステムＢを介して、焦点の変位で画像化される。
検出器Ｃは、シャックハルトマンの原理に従って作動する。
【００６８】
図１２は、本発明の追加の実施形態を示す。
ここでは、試験光学系Ａによって生成される球状波面は、偏向鏡Ｂによって静止波面センサＣに投影される。
その原理を理解可能にするために、ある軸周りを回動可能な偏向鏡Ｂの１つの傾きのみが、図１２で表されている。
上述の軸に対して直交する第２軸周りの傾きは、追加の実施形態で実施可能である。
偏向鏡Ｂの動作により、球状波面の全体が、波面センサＣの領域にわたって回動され、空間的に感知される。
他の測定方法での回動軸の移動は、上述の回動動作と同様の役割を果たすため、焦点が常に鏡面上に存在することが、ここでは重要である。
ここに示す実施形態では、偏向鏡Ｂにより光軸Ｄが、効率的に準偏向されている。
波面センサＣは、図１２のクロスハッチング領域で示され、測定位置に固定されている。
好ましくは、２つの直角に配置されたスキャナ又は偏向鏡Ｂが、入射波面を波面センサＣの方向に反射する。
スキャナ又は偏向鏡Ｂの移動によって、測定される球状波面は、センサＣの測定領域を覆うように案内される。
【００６９】
波面解析では、測定された波面は、モード解析と呼ばれる個々の基本モードの重ね合わせ（例えば、ゼルニケ多項式のような多項式）によって、表される。
ここでは、基本モードの次数は、必要な感知点（個々の測定）の数に直接結びついている。
低周波数基本モードのみを波面測定で空間的に分析する場合、球状波面の全体を完全に感知することは、必ずしも必要ではない。
したがって、重複がなく、空間的に別個の部分測定に基づく再構成が実現可能である。
継続的な部分測定が必要ないので、走査処理での測定に必要な時間を明確に削減可能である。
例えば、図９及び図１０によると、波面センサ列が用いられる際、充分な精度で球状波面の全体を再構成するために、関与する全ての波面センサでの同時記録による単一の測定のみが必要である。
【００７０】
測定される球状波面の断面内の強度分布は、使用される光源、例えば、レーザー、に依存して明確に変化し、最大強度は、例えば、光線の中心で発生し、最小強度は、周辺領域で発生する場合がある。
画像センサが検出器として使用される場合、異なる露光時間で記録される画像を重ね合わせることにより、又は、（ピクセルの露光時間を可変にする）マルチスロープ統合法に基づく画像センサを用いることにより、複数の異なる強度プロファイルを比較することができる。
【００７１】
本発明による測定方法及び測定装置のさらなる設計に関して、繰り返しを避けるために、明細書の一般部分及び添付の請求項を参照されたい。
【００７２】
最後に、本発明は、実施形態に限定することなく、請求される教示を説明するためだけに使用される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【国際調査報告】
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